低温冰冻环境下的岩塞爆破设计与施工实践

引松供水是解决吉林省中部地区城市供水问题的大型调水工程,取水口的岩塞爆破是项目的重点控制性工程。该岩塞为喇叭口形状,顶宽28.4 m,底宽7.0 m,塞体厚15.76 m。施工地处低温地带,气温在-10~-15℃左右,正直冰冻期,冰盖厚约0.5 m。在低温冰冻的环境下实施岩塞爆破作业,可参考的工程案例较少。针对所面临的技术难点,分别进行了1∶1岩塞爆破试验和爆器材低温试验。1∶1岩塞爆破试验与原位岩塞爆破方案基本一致,爆后经检查,进水口形状、尺寸与设计基本符合,达到了预期目标,实际验证了设计中的掏槽孔等相关炮孔布置、装药结构、炸药使用量和起爆网路的可行性。爆破器材低温试验解决了低温冰冻环境下普通乳化炸药的水相氧化剂析晶与敏化气泡丧失后拒爆的问题,检验了采用了物理方式的固体颗粒进行敏化高抗水乳化炸药的可靠性,试验实测值达到了技术要求。高精度数码电子雷管的通讯、授时、组网全部正常。高能导爆索因采取设置端头帽和环氧树脂等防护措施,爆轰感度没有明显变化。通过正常装药的爆破孔爆破对比,经过低温试验的爆破器材较好地满足设计要求。根据两次试验结果,对爆破方案进行了优化。在实际作业过程中遇到炮孔内壁出现凸起冰凌,药柱无法装入等问题都得到很好的解决。起爆网路采用的是将沿衬砌连接段环绕一周的三条主线分为不同颜色,电子雷管按分组接在对应颜色的主线上。环形的爆破主线的能有效避免低温渗漏水导致连接件内防水失效,也为后续拆除钻孔、装药作业平台提供便利。通过在岩塞上部冰层开凿泄压孔进行爆破破冰,及时泄放压力。爆后断面与设计相差很小,洞口外侧未发现垮塌,关键部位爆破振动监测点峰值均有效控制在安全允许范围内,达到了预期的一次爆通成型、控制爆破振动和环境保护的效果,证明该岩塞爆破良好。本次爆破成功表明在低温冰冻的气候环境下实施精准的岩塞爆破是可行,可为类似环境下的岩塞爆破施工提供相关数据参考。

岩塞爆破在水源地取水口工程中的应用研究

以兰州水源地建设工程取水口岩塞爆破为例,分析了岩塞爆破的特点和基本设计要求,探讨了岩塞形状和尺寸的确定、聚渣坑设计、爆破孔布置、装药结构、起爆网路、施工流程等岩塞爆破实施的主要技术措施和注意事项。通过振动监测对爆破实施效果进行分析,结果证明该爆破方案合理可行。

电子雷管起爆系统及其在岩塞爆破中的应用

为选择水下岩塞爆破的起爆系统,比较分析了国内外正在使用的几种电子雷管起爆系统的性能。基于现场试验,从准爆率、延时精度、安全可靠性等方面进行综合分析和比较,选择了各项性能优异的电子雷管起爆系统,并在长甸水电站水下岩塞爆破中成功应用。电子雷管起爆系统以其精确延时、无限分段的特性,能对爆破单段药量进行有效控制;其在线检测功能,能随时对每发雷管的状态进行检测;同时其具有超高的起爆可靠性,能确保爆破效果和爆破安全。电子雷管起爆系统必将成为岩塞爆破等重要工程起爆网路的首选。

水下岩塞爆破技术及在塘寨电厂取水工程中的应用

水下岩塞爆破技术包括硐室爆破、钻孔爆破以及这2种技术的组合,分析了各自的优缺点和适用条件:硐室爆破威力大,适用于大断面、大厚度岩塞;钻孔爆破能量分布均匀,适用于中小规模岩塞;而这2种技术的相互组合和内部组合则更能适用于不同的工程环境。以贵州塘寨电厂取水工程为例,分析了平行小断面双岩塞的结构特点,设计了大孔径深孔和浅孔组合的爆破方案,总结了其施工技术,可供类似工程参考。

贵州塘寨电厂取水口岩塞爆破

贵州塘寨电厂采用竖井加平洞方案从索风营水库取水,平洞施工采用岩塞挡水,洞内施工完成后,爆除岩塞实现取水。根据水库水位及平洞布置情况,采用上倾角圆形岩塞(30°倾角)冲碴方案。进行了岩塞爆破设计,采用排孔爆破的布孔方式、周边采用预裂爆破、选用防水乳化炸药和国产高精度电子雷管的毫秒延时起爆网路进行了岩塞爆破,取得了理想的爆破效果,江水顺利流进取水洞。

深水条件下岩塞钻孔爆破关键技术及应用

为实现深水条件下的岩塞钻孔爆破贯通与成型,系统研究深水条件下岩塞钻孔爆破的贯通机理。提出结合隧洞开挖的岩塞爆破试验方法,对岩塞钻孔爆破参数的合理性、爆破器材的防水抗压性能以及起爆网路的可靠性、施工工艺等进行现场试验;对岩塞在库区与隧洞内外不同水压差下的爆破石渣运动形态进行水工模型试验,解决了高水压条件下的岩塞钻孔爆破贯通成型、石渣运动控制等技术难题,并成功应用于长甸水电站扩机工程的岩塞爆破中。可为类似岩塞爆破工程提供参考与借鉴。

吉林中部供水工程关键技术问题综述

吉林中部供水工程输水干线线路全长263.45 km,其中隧洞长133.98 km,管线PCCP(钢管、现浇涵)长129.47 km。针对该工程中的关键技术问题:分水枢纽类型、超长有压隧洞技术、TBM选型、隧洞穿越灰岩地区技术、水下岩塞爆破技术、隧洞预应力衬砌技术、直径5.1 m预应力涵技术等,结合中部供水工程的实际情况,从工程实例、技术可行性等方面进行了阐述。分水枢纽选择了调压井类型;总干线有压隧洞长为97.62 km;现浇预应力涵长为2.26 km;采用直线穿灰岩线路隧洞;选择开敞式TBM施工;根据隧洞覆盖层的特点,对15段衬砌应按抗裂设计考虑,采用预应力衬砌,衬砌段总长为14.756 km。工程规模巨大,特别是总干线超长有压隧洞为国内首例,又穿越灰岩地区,这在东北地区尚无先例,其勘察、试验、科学研究和专题研究还有待深入开展,为工程的决策提供重要技术支撑。

岩塞爆破工程水锤压力计算及防护措施

为研究水利工程取水口发生岩塞爆破后有压管道产生的水锤压力变化规律,基于水力计算的特征线法、一维瞬变流理论及实际爆破的工作原理,结合管道安全控制的要求建立了某水利工程取水口发生岩塞爆破的数学模型。数值仿真计算结果表明:爆破后有压管道内压力波动极大,负压在汽化压力之下,极易发生弥合水锤事故,需要增设水锤防护措施以确保管道的安全;加大通风竖井面积可以有效减小水锤压力极值,通风竖井面积越大,管道压力越小,当竖井直径加大到10.0 m时负压值满足要求。

水下爆破技术发展

为梳理水下爆破技术的发展脉络,总结水下爆破技术的最新成果,在查阅大量文献资料的基础上,结合参与的大型工程实践经验和研究成果,从水下爆破机理、水下爆破器材、水下爆破设计及优化等方面详细介绍了水下爆破技术的最新研究进展。重点介绍了各时期水下爆破新技术在水下炸礁爆破、水下岩塞爆破、围堰拆除爆破等工程中应用的典型案例。可为水下爆破新技术在港口码头建设、水运航道疏浚、水利水电水下爆破拆除、交通桥梁水下爆破施工等工程领域的应用提供参考。

淤泥下泄洪隧洞进水口岩塞爆破的试验研究

以山西省汾河水库新增建的泄洪隧洞为例，研究了在淤泥下岩塞爆破的试验模拟方法、试验技术以及有关的试验成果；并根据模型试验成果，制订了爆破现场实施操作方案．1995年4月25日在汾河水库现场对新建隧洞进水口进行了岩塞爆破，爆破库水位为1112．50m，采用平板门和弧形门全开，用关闭平板门控制的闸门操作方案，启爆后平板门开始关闭时间不得早于10min．经现场实际爆破验证了试验成果的正确性．这次在淤泥下岩塞爆破的成功，在国内外尚属首例．

水下岩塞爆破技术进展

引调水工程的水下进水口施工是一个工程难题,水下岩塞爆破是开挖水下进水口的一种特殊爆破技术。笔者收集整理了国内外多项水下岩塞爆破工程案例,结合刘家峡水电站排沙洞进水口大型岩塞在深水、厚覆盖复杂条件下爆破成功的案例,介绍了此项技术在勘测、设计、火工材料、爆破网络、炮孔检测等方面的应用。刘家峡水电站排沙洞进水口对水下岩塞爆破技术的成功应用,在爆破设计理念、爆破设计理论、计算分析和试验、发明专利等方面取得了多项成果,对水下岩塞爆破技术的应用和推广有较大的促进作用,可以为取水、引水、调水等工程的水下岩塞爆破工程提供参考借鉴。

响洪甸蓄能电站岩塞爆破的现场试验研究

响洪甸混合式抽水蓄能电站的上库输水口采用水下岩塞爆破施工,该文主要介绍通过现场爆破模拟试验,研究硐室加排孔爆破方案的爆破效果及其影响,为原型爆破的设计和施工提供有关参数和依据。

黄河刘家峡水库增建减淤发电工程及调控关键技术研究与应用

为了高效利用水资源,减少水库淤积,保证枢纽安全运行,多沙河流水库的减淤发电水沙调控成套技术难题亟待解决。通过黄河流域骨干枢纽群泥沙运动规律和水沙调控理论和实践,提出了水沙调控理论和工程实践的新思路,探索出多沙河流水库减淤增效、节水增容的工程和非工程成套关键技术,研究成果应用于刘家峡水库增建减淤发电工程及水沙调控实践中,全面提升了刘家峡水库的综合利用效益,取得了显著的社会和工程综合效益。

气垫式水下岩塞爆破的技术研究及应用

响洪甸抽水蓄能电站的上库输水口采用水下岩塞爆破施工,为确保工程安全并减小水能损失,运用气垫缓冲新技术,克服了国内过去集碴岩塞爆破所存在的爆破动水冲击力过大、发生井喷及石碴堆积到集碴坑下游洞内等问题,标志着在洞口成型、消除井喷、聚碴和爆破震动影响等控制技术取得突破性进展,侧重阐述爆破型式及气垫减震的革新成果。

岩塞爆破技术在水利水电工程中的应用

介绍了汾河水库泄洪隧洞进水口岩塞爆破的方案 ,该隧洞既在水下又在较厚淤泥下 ,因此采用了洞室加钻孔爆破方案。爆破的成功为多泥沙河流进行岩塞爆破提供了技术和经验。

刘家峡洮河口排沙洞水下岩塞爆通后多相流运动数值模拟

泥沙淤积严重的水电站增建排沙洞,进水口多采用水下岩塞爆破方案。厚淤泥层的存在对岩塞口爆破会带来不利影响;在排沙洞运行过程中,若渣块进入洞内,也会影响排沙洞的正常运行,成为工程隐患。本文以刘家峡排沙洞岩塞口区及排沙洞为研究对象,采用Euler多相流模型,建立三维排沙洞水沙非恒定多相流计算模型,模拟正常蓄水位、淤泥层不同颗粒组成等条件下,排沙洞水下岩塞爆破后排沙洞中多相流运动过程,为排沙洞水下岩塞爆破方案设计提供参考。

吉林省中部城市引松供水工程设计关键技术研究

吉林省中部城市引松供水工程属于大型调水工程,阐述了从第二松花江上丰满水库引水至吉林省中部地区,向长春市、四平市、辽源市等11个市(县、区)的城市生活及生产供水,同时退还和增加农业用水及河道生态用水,保障地下水合理开采,改善生态环境的关键技术,以实现多水源多用户的水资源优化配置。

水电站排沙洞岩塞爆破数码雷管爆破网路设计

刘家峡水电站洮河口排沙洞进口段岩塞爆破工程,具有岩塞直径大、承受水头高、淤泥覆盖层厚,爆破条件复杂,爆破设计和施工难度大等特点。爆破网路设计是整个爆破工程能否成功的关键所在。数码雷管作为一种新产品和新技术在近几年内得到了快速发展,数码雷管爆破网路,具有安全可靠、延期时间精确度高、设定灵活、施工简单、检查方便等优点。因此,为了保证主体岩塞一次成功爆通,在主体岩塞爆破网路设计中采用了数码雷管起爆为主,导爆索起爆和导爆管起爆为辅的混合网路起爆法进行起爆,以达到安全爆通的目的。

乳化炸药在岩塞爆破中的应用

岩塞爆破是开挖隧洞进水口的一种爆破技术，所用炸药应具有良好的抗水性能，通常采用胶质炸药和水胶炸药。贵州印江岩口抢险工程中首次将乳化炸药用于岩塞爆破获得成功，达到了爆通、成型、安全的基本技术要求，为抢险工程做出了很大贡献。

岩塞爆破的振动加速度反应谱分析

根据汾河水库水下岩塞爆破监测的加速度时程曲线,选用卷积分法和快速傅立叶变换法两种反应谱的计算方法得到爆破振动加速度反应谱曲线和相应的动力放大系数谱曲线。通过对反应谱的分析,得到岩塞爆破反应谱的结构响应特性及其影响因素,为水下岩塞爆破的抗振设计提供了可靠的依据,具有较强的实际应用价值和指导意义。